(57)【要約】【課題】簡単な構成で、大面積の透明物体（１４）においても、高い測定点密度且つ少ない移動で、迅速且つ確実に、二次像角度（２０）を決定できる、透明物体（１４）における光源（１１）の二次像角度（２０）を決定するための機器及び方法を提供する。【解決手段】機器は、同時に光る複数の点状の光源（１１）を有する照明装置（１０）と、少なくとも１つのカメラ（１６）を伴う２次元ターゲット（１６ａ）とを備え、少なくとも１つのカメラ（１６）は、同時に光る複数の光源（１１）の一次像（２１ａ）及び二次像（２１ｂ）の位置を同時に捕捉するように構成され、１つの光源（１１）の一次像（２１ａ）及び二次像（２１ｂ）は、光源（１１）により照明される透明物体（１４）の体積要素（１４ａ）のうちの１つによってターゲット（１６ａ）上に生成され、機器は、一次像（２１ａ）及び二次像（２１ｂ）の位置に基づいて、透明物体（１４）のそれぞれの体積要素（１４ａ）の二次像角度（２０）を決定するように構成される評価装置（１８）をさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明物体（１４）における光源（１１）の視野角（σ）を決定するための機器であって、
複数の部分的に同時に点灯される点状の光源（１１）を有する照明装置（１０）と、
複数の同時に点灯される前記光源（１１）の一次像（２１ａ、７１ａ）及び二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置を同時に二次元ターゲット上に捕捉するように構成される少なくとも１つのカメラ（１６）であって、１つの前記光源（１１）の前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）が、前記光源により照明される前記透明物体（１４）の１つの体積要素（１４ａ）によって、前記ターゲット（１６ａ）上に生成される、少なくとも１つのカメラ（１６）と、
前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置に基づいて、前記透明物体（１４）のそれぞれの体積要素（１４ａ）の視野角（σ）を決定するように構成される評価装置（１８）と、
を有する機器。
【請求項２】
透明物体（１４）における光源（１１）の二次像角度（ρ）及び／又は視野角（σ）を決定するための機器において、
複数の部分的に同時に点灯される点状の光源（１１）を有する照明装置（１０）と、
複数の同時に点灯される前記光源（１１）の一次像（２１ａ、７１ａ）及び二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置を同時に二次元ターゲット上に捕捉するように構成される少なくとも１つのカメラ（１６）であって、１つの前記光源（１１）の前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）が、前記光源により照明される前記透明物体（１４）の１つの体積要素（１４ａ）によって前記ターゲット（１６ａ）上に生成される、少なくとも１つのカメラ（１６）と、
前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置に基づいて、前記透明物体（１４）のそれぞれの体積要素（１４ａ）の二次像角度（ρ）及び／又は視野角（σ）を決定するように構成される評価装置（１８）と、
を有し、
前記評価装置（１８）は、
前記透明物体の少なくとも１つの体積要素（１４ａ）について、前記ターゲットからの前記透明物体の距離、前記透明物体の傾斜角、入射角、及び／又は、前記透明物体からの前記照明装置の距離（Ｇ*、Ａ*、κ*）に関する第１の構成とは異なる第２の構成における第２の二次像角度及び／又は視野角（σ*、ση*、σB*）を、前記ターゲットからの前記透明物体の所定の距離、前記透明物体の傾斜角、入射角、及び、前記透明物体からの前記照明装置の距離（Ｇ、Ａ、κ）を伴う前記第１の構成を用いて決定される、少なくとも１つの第１の二次像及び／又は視野角（σ、ση、σB）に基づいて決定するようにさらに構成される、
機器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の機器において、
前記照明装置（１０）の前記光源（１１）を独立にＯＮ及びＯＦＦに切り換えて、前記光源（１１）全ての前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）を順次記録し、各ステップにおいて、前記複数の光源（１１）のサブセットが同時にＯＮに切り換えられ、他のサブセットが同時にＯＦＦに切り換えられ、優先的には、２つの隣り合う前記光源の少なくとも１つのサブセットにおいて、一方の光源（１１）がＯＮに切り換えられると共に、他方の光源（１１）がＯＦＦに切り換えられる、
機器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の機器において、
前記カメラ（１６）は、各前記光源（１１）の前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置の垂直成分のみを捕捉し、前記評価装置（１８）は、二次像角度（ρ）及び／又は視野角（σ）を決定するために捕捉された垂直位置のみを使用する、
機器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の機器において、
前記照明装置（１０）の隣り合う前記光源（１１）は、それら光源が異なる光強度及び／又は色を有するように制御される、
機器。
【請求項６】
透明物体（１４）における光源（１１）の視野角（σ）を決定するための方法であって、前記透明物体（１４）は、複数の同時に点灯される点状の光源（１１）を有する照明装置（１０）によって照明され、
複数の同時に点灯される前記光源（１１）の一次像（２１ａ、７１ａ）及び二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置を、少なくとも１つのカメラ（１６）によって、二次元ターゲット（１６ａ）上に同時に捕捉し、それによって、１つの前記光源（１１）の前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）が、前記それぞれの光源（１１）により照明される前記透明物体（１４）の１つの体積要素（１４ａ）を通って、前記ターゲット（１６ａ）上に生成され、
評価装置（１８）により、前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置に基づいて、前記透明物体（１４）のそれぞれの体積要素（１４ａ）の視野角（σ）を決定する、
方法。
【請求項７】
透明物体（１４）における光源（１１）の二次像角度（ρ）及び／又は視野角（σ）を決定するための方法であって、前記透明物体（１４）は、複数の同時に点灯される点状の光源（１１）を有する照明装置（１０）によって照明され、
複数の同時に点灯される前記光源（１１）の一次像（２１ａ、７１ａ）及び二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置を、少なくとも１つのカメラ（１６）によって、二次元ターゲット（１６ａ）上に同時に捕捉し、それによって、１つの前記光源（１１）の前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）が、前記それぞれの光源（１１）により照明される前記透明物体（１４）の１つの体積要素（１４ａ）を通って、前記ターゲット（１６ａ）上に生成され、
評価装置（１８）により、前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置に基づいて、前記透明物体（１４）のそれぞれの体積要素（１４ａ）の二次像角度（ρ）及び／又は視野角（σ）を決定し、
前記透明物体の少なくとも１つの体積要素（１４ａ）について、前記ターゲットからの前記透明物体の距離、前記透明物体の傾斜角、入射角、及び／又は、前記透明物体からの前記照明装置の距離（Ｇ*、Ａ*、κ*）に関する第１の構成とは異なる第２の構成において、第２の二次像角度及び／又は視野角（σ*、ση*、σB*）は、前記ターゲットからの前記透明物体の所定の距離、前記透明物体の傾斜角、入射角、及び、前記透明物体からの前記照明装置の距離（Ｇ、Ａ、κ）を伴う前記第１の構成を用いて決定される、少なくとも１つの第１の二次像及び／又は視野角（σ、ση、σB）に基づいて決定される、
方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載の方法において、
前記照明装置（１０）の前記光源（１１）を独立にＯＮ及びＯＦＦに切り換えて、前記光源（１１）全ての前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）を順次記録し、各ステップにおいて、前記複数の光源（１１）のサブセットが同時にＯＮに切り換えられ、他のサブセットが同時にＯＦＦに切り換えられ、優先的には、２つの隣り合う前記光源の少なくとも１つのサブセットにおいて、一方の光源（１１）がＯＮに切り換えられると共に、他方の光源（１１）がＯＦＦに切り換えられる、
方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法において、
前記カメラ（１６）は、各前記光源（１１）の前記一次像（２１ａ、７１ａ）及び前記二次像（２１ｂ、７１ｂ）の位置の垂直成分のみを捕捉し、前記評価装置（１８）は、二次像角度（ρ）及び／又は視野角（ση、ση*、σB）を決定するために捕捉された垂直位置のみを使用する、
方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法において、
前記照明装置（１０）の隣り合う前記光源（１１）は、それら光源が異なる光強度及び／又は色を有するように制御される、
方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法において、
前記透明物体（１４）は、二次像角度（ρ）及び／又は視野角（σ）を決定する際に前記照明装置（１０）及び前記ターゲット（１６ａ）に対して移動される、
方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の方法において、
前記第２の構成の第２の視野角（ση*）の決定は、第１の視野角（ση）が決定されたときに、
決定された前記第１の視野角（ση）に基づいて、それぞれの前記体積要素（１４ａ）におけるくさび角度（η）を計算するステップと、
計算された前記くさび角度（η）を使用することにより前記第２の視野角（ση*）を計算するステップと、
を含む、
方法。
【請求項１３】
請求項６〜１２のいずれか１項に記載の方法において、
前記二次像角度及び／又は視野角（σB）のうち、それぞれの前記体積要素（１４ａ）における前記透明物体の曲げ半径（Ｒ）及び厚さ（ｄ）によってもたらされる部分の割合が決定される、
方法。
【請求項１４】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の方法において、
前記二次像角度及び／又は視野角（ση）のうち、前記透明物体のそれぞれの前記体積要素（１４ａ）におけるくさび角度（η）によってもたらされる部分の割合が決定される、
方法。
【請求項１５】
請求項６〜１４のいずれか１項に記載の方法において、
それぞれの前記体積要素（１４ａ）における二次像角度（ρ）は、決定された視野角（σ、ση、σB）を使用して、前記透明物体（１４）の少なくとも１つの体積要素（１４ａ）について計算される、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明物体における光源の二次像角度及び／又は視野角を決定するための機器に関する。加えて、本発明は、二次像角度及び／又は視野角を決定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１４年２月１２日付けの安全ガラス材料及びそれらの車両における設置に関する一律の措置に基づく国際連合欧州経済委員会（ＵＮＥＣＥ）の規則第４３号によれば、フロントガラス（ｗｉｎｄｓｃｒｅｅｎ）又は他の窓ガラス等の透明物体は、二次像の検査を受けなければならない。この規則によれば、二次像は、一次の明るい像（一次像）に加えて生じる物体の像（二次像）である。特に、二次像は、物体（例えば、接近してくる車両のヘッドライト又は街路灯からの光）がその周囲に対して非常に明るい場合に夜間に外乱現象として認識される。
【０００３】
二次像角度ρ（二次像分離とも呼ばれる）は、物体の一次像の位置と二次像の位置との間の角距離を意味する。二次像角度ρは、観察者及び物体の位置にかかわりなく、透明物体の幾何学的特性によって決定される。従って、二次像角度ρは、透明物体の特性を表わす。くさび形状の透明物体における二次像角度の計算は、以下に示すように、式Ｆ１として定められる。一方、視野角σは、観察者又はカメラが物体の二次像を認識する角度を表わす。従って、視野角σは、観察者又はカメラの位置、光源の位置、及び、透明物体の幾何学的特性に依存する。
【０００４】
二次像は、光の複数の反射及び透過によって生成される。特に、この発明においては、透過する際、すなわち、対象物が透明物体を通して見られるときに、生じる二次像が考慮される。
【０００５】
上述の規則は、二次像角度を検査するための方法を挙げる。既知の方法において、フロントガラスは、同心のリングと環状穴との構成である物体を有する照明プレートに対して、特定の傾斜角で且つ距離を隔てて配置される。照明されるリング・ホール・プレート（ｒｉｎｇ−ｈｏｌｅ−ｐｌａｔｅ）はフロントガラスを通じて観察され、この場合、観察は、リング・ホール・プレートの中心点を有する水平面上で行なわれる。リング・ホール・プレートは、被検査フロントガラスの各部分を通じて連続的に且つ個別に観察される。穴の二次像が、フロントガラスにおける位置でリングの一次像の内縁を超えてシフトしている場合、二次像角度の閾値を超え、該フロントガラスは品質要件を満たさないとして分類される。
【０００６】
他の既知の方法では、フロントガラスはテレスコープとコリメータとの間に配置される。コリメータは、中心に輝点を伴う無限領域に極座標系を投影する。テレスコープの焦点面内の光軸上に暗点が存在する。二次像角度は、テレスコープを通じて表わされる極座標系内の２つの輝点間の距離として読み取られ、この場合、第１の点が一次像に相当し、第２の輝点が二次像に相当する。二次像角度は、極座標系の同時再現に起因して以前に使用された方法よりも正確に決定され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
二次像の検査は益々重要になってきている。二次像は、窓ガラスの表面的な印象を悪くする。加えて、車両における一体型ヘッドアップディスプレイの使用の増大は、窓ガラスにおける二次像に関して新たな又はより厳しい要件をもたらしている。さらに、車両の支援システムによって使用されるカメラも二次像によって支障を来し得る。
【０００８】
高い要件を満たすために、特に自動車ガラスにおける二次像角度は、非常に高い測定点密度で全表面に対してチェックされなければならず、この場合、それぞれの窓ガラスごとに最大で２百万個の測定点が必要とされる。品質要件に対応する可視領域内の窓ガラスの二次像角度は、最大許容値を超えてはならない。
【０００９】
規則第４３号に従う前述の検査方法の不利な点は、検査されるべき窓ガラスのそれぞれのポイントで測定が別々に行なわれなければならず、これにより時間がかかるという点である。多くの窓ガラスを短時間で検査する必要がある場合には、複数の検査装置を同時に使用しなければならない。これはさらなるコストをもたらす。さらに、窓ガラス又は照明プレートのいずれかを２つの連続する測定点間で移動させなければならない。非常に多数の移動が、プロセスを複雑にし、調整エラーのリスクを高めると共に、移動される部分で摩耗及び裂傷を引き起こす。
【００１０】
この発明の目的は、透明物体における二次像角度及び／又は視野角を決定するための機器であって、構成が簡単であり、大きな表面を有する透明物体においても迅速に且つ信頼できる態様で高い測定点密度で二次像及び／又は視野角を決定できる機器を提供することである。さらに、本発明は、透明物体における二次像角度及び／又は視野角を決定するための方法から成り、該方法を使用して、二次像角度及び／又は視野角に関して迅速且つ簡単に高密度の測定点で透明物体を検査することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的は、請求項１の特徴を伴う機器によって達成される。
【００１２】
二次像角度及び／又は視野角を決定するための本発明に係る機器は、
少なくとも部分的に同時に点灯される複数の点状の光源を有する照明装置と、
複数の同時に点灯される光源の一次像及び二次像の位置を同時にターゲット上に捕捉するように構成される少なくとも１つのカメラであって、１つの光源の一次像及び二次像が、光源から透明物体の１つの体積要素によって生成されてターゲット上に投影される、少なくとも１つのカメラと、
一次像及び二次像の位置に基づいて透明物体のそれぞれの体積要素の二次像角度及び／又は視野角を決定するように構成される評価装置と、
を含む。
【００１３】
この発明において使用される体積要素という用語は、透明物体の厚さ全体にわたって、すなわち、透明物体の前面から後面へと広がる透明物体の三次元部分を示す。照明装置と対向する透明物体の面が透明物体の前面と見なされ、前面とは反対側の透明物体の面が後面と見なされる。従って、透明物体は多くの体積要素から構成される。一般に、透明物体の異なる体積要素で生じる二次像角度及び／又は視野角は、異なる値を有する。各体積要素は、照明装置の複数の光源からの単一の光源によって照明される。照明装置は物体の前方に位置され、一方、ターゲットは、光路に沿って透明物体の背後に配置される。従って、二次像角度及び／又は視野角の決定は、透過状態で行なわれる。
【００１４】
透明物体は、優先的に、窓ガラス、特にフロントガラスとなるべきである。窓ガラスは、全部が或いは一部が、プレストレス（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ）ガラス又は積層ガラスから形成されてもよい。さらに、窓ガラスは、ガラス、プラスチックを伴う安全ガラス、ガラス−プラスチックガラス、プラスチックガラス、積層安全ガラス、又は、強化ガラスから形成されてもよい。
【００１５】
透明物体、特にフロントガラスは、一般に、二次像角度及び／又は視野角を測定するために特定の傾斜角を成して配置され、この場合、特定の傾斜角は、優先的に、透明物体のその後の設置位置に対応する。光源及びカメラは、二次像角度を決定するために水平面上に配置される。透明物体の傾斜角は、透明物体の上縁から下縁に向かう接続ラインと垂直方向に沿うラインとが成す角度である。透明物体の高さは、垂直方向に沿う透明物体の広がりである。透明物体は、照明方向及びターゲットに対して少なくとも水平方向で移動され得る。例えば、二次像又は視野角を検査する際のフロントガラスの設置位置、特にフロントガラスの傾斜角は、フロントガラスが車両に設置されるべく意図されるように定められる。この場合、水平レベルは、車両のベースのレベルと平行である。
【００１６】
ターゲットは、カメラが一次像及び二次像を直接に捕捉するように少なくとも１つのカメラの記録面（フィルム、ＣＣＤチップ、又は、ＣＭＯＳチップ等）又はイメージセンサによって形成され得る。シールド又は同様の二次元撮像面をターゲットとして使用することもでき、これにより、光源の一次像及び二次像がシールド上又は同様の二次元撮像面上に投影される。この場合、少なくとも１つのカメラが撮像面から一次像及び二次像を捕捉する。
【００１７】
本発明に係る機器を使用して、照明装置及びターゲットに対して透明物体を移動させる必要なく、多くの体積要素に関して、すなわち、光源によって照明されるそれぞれの体積要素ごとに、二次像角度及び／又は傾斜角を同時に決定することができる。光の光路と関連付けられてそれぞれの光源の光が通過する単一の体積要素の二次像角度及び／又は視野角が記録され、それにより、異なる体積要素の二次像生成が異なる光源によって同時に決定される。従って、透明物体の品質制御のために要する時間がかなり短縮される。
【００１８】
照明光源の一次像及び二次像の位置は、優先的に二次元モードでターゲット上に記録される。従って、各位置は水平成分及び垂直成分を有する。ターゲットは、優先的に、光源からターゲットへと向かう光路の水平面に対して垂直に方向付けられる。
【００１９】
体積要素の二次像角度及び／又は視野角を決定するために、ターゲット上の一次像の位置からの二次像の位置の離間距離（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）が決定される。この離間距離から、既知の三角関数を用いて、二次像角度及び／又は視野角を計算することができる。これは、光源からターゲットまでの光路の長さと光路中の透明物体の位置とが知られているからである。好ましくは、一次像及び二次像の位置の離間距離が離間距離に関して定められた最大値よりも大きいかどうかを決定するだけで足り得る。離間距離が離間距離に関する最大値よりも大きければ、透明物体が不良品として分類される。従って、二次像角度及び視野角を決定するために要する労力を減らすことができる。
【００２０】
他の好ましい実施形態では、複数の垂直に配置される光源の１つの列又は複数の水平に並んで配列される列を伴う照明装置の一次像及び二次像の位置がカメラによって同時に捕捉される。透明物体の高さ全体にわたって体積要素を同時に照明する光源の列が特に好ましい。この方法は、透明物体の高さ全体にわたって広がる体積要素における二次像角度及び／又は視野角を単一のステップで決定するために使用される。透明物体の完全な解析のため、透明物体は、その後、照明装置及びターゲットに対して水平方向に移動される。或いは、透明物体の幅全体にわたって体積要素を同時に照明する水平に並んで配置される光源の１つの列又は複数の垂直に並んで配列される列を伴う照明装置の一次像及び二次像の位置をカメラにより同時に捕捉することができる。
【００２１】
本発明の他の実施形態において、ターゲットは、同時に点灯される光源の一次像及び二次像の位置を同時に記録するように構成される２つのカメラを有する。従って、透明物体のより多くの体積要素に関して二次像角度及び／又は視野角を同時に決定することができる。複数のカメラを使用することにより、各光源に関して観察方向が水平面内の透明物体の軌跡に対して略垂直であるようにされ得る。
【００２２】
本発明に係る機器の好ましい実施形態では、照明装置の光源を独立にＯＮ及びＯＦＦに切り換えて、光源の全ての一次像及び二次像を順次記録し、この場合、各ステップにおいて、複数の光源のサブセットが同時にＯＮに切り換えられ、他のサブセットが同時にＯＦＦに切り換えられ、優先的には、２つの隣り合う光源の少なくとも１つのサブセットにおいて、一方の光源がＯＮに切り換えられると共に、他方の光源がＯＦＦに切り換えられる。従って、ＯＮに切り換えられた光源の密度を要件に合わせて制御して調整できる。特に透明物体の隣り合う体積要素に関して二次像角度及び／又は視野角を決定する精度及び信頼性は、全ての光源の一次像及び二次像の漸進的な記録によって高めることができる。結果として、より高い測定点密度を達成できる。
【００２３】
この実施形態の利点は、２つの直接に隣り合う光源によって以下で説明される。一般に、二次像角度及び／又は視野角を正確に決定するためには、ターゲット上に生じる光点を同時に点灯される複数の光源のうちの１つの光源に対して割り当てて、それが光源の一次像であるか又は二次像であるかどうかを決定することが必要である。この割り当て又は決定は、常に明確に可能であるとは限らず、従って、一次及び二次像をそれらの強度によって区別できてもエラーを引き起こす。隣り合う光源のうちの一方だけが１つのステップでＯＮに切り換えられると共に他方の光源が２番目のステップでＯＮに切り換えられると、光源への割り当て及び像のタイプの決定を向上させることができると共に、二次像角度及び／又は視野角の決定の精度を向上させることができる。
【００２４】
異なる実施形態において、水平方向及び／又は垂直方向の隣り合う光源の列の第２、第３、又は、第４の光源のそれぞれを２つ、３つ、又は、４つのステップで順々に交互にＯＮに切り換えることができる。
【００２５】
照明装置が光源の複数の垂直に延びる列から構成され、これらの列が水平方向で互いに隣り合って配置されると共に、２つの隣り合う列の隣り合う光源が互いから水平方向にオフセットされることがさらに好ましい。垂直方向では、隣り合う列の直接に隣り合う光源が距離を隔てており（すなわち、それらの光源が互いからオフセットされる）、この場合、特に好ましい実施形態における垂直方向の距離は水平方向の距離とは異なる。これは、二次像角度及び／又は視野角の水平成分が一般にそれぞれの垂直成分よりも小さいからである。従って、照明装置に関して光源の異なる密度を実現することができ、これらの異なる密度は、異なる透明物体を測定するのに適している。
【００２６】
他の有利な実施形態において、カメラは、各光源の一次像及び二次像の位置の垂直成分のみを捕捉し、評価装置は、位置の記録された垂直位置を使用して、二次像角度及び／又は視野角を決定する。これは特にフロントガラスにおいて有益である。フロントガラスの傾斜角は、車両内のフロントガラスの設置位置によって決定される。フロントガラスの湾曲形状及び傾斜角に起因して、フロントガラスは、一般に、水平方向におけるよりも、垂直方向において大きい二次像角度及び／又は視野角をもたらす。二次像角度及び／又は視野角を決定するための垂直成分のみを含むことにより、決定を簡略化及び迅速化させることができる。
【００２７】
優先的に、照明装置の直接に隣り合ってＯＮに切り換えられる光源は、それらが異なる光強度を有するように制御可能であり、すなわち、直接に隣り合う光源は、異なる光強度（輝度）により透明物体を照明する。これに代えて又は加えて、直接に隣り合ってＯＮに切り換えられる光源は、異なる色（明色）で透明物体を照明することができる。特に、そのような強度制御を伴う単一のステップ中に高い測定点密度が実現可能である。強力な光源は、隣り合う弱い光源よりも高い光強度で照射し、従って、弱い光源よりも明るい一次像及び二次像を生成する。異なる光強度を使用することによって、各一次像及び二次像は、対応する光源に対して、より適切に割り当てられ得る。本発明の特に好ましい実施形態では、ＯＮに切り換えられている３つ以上の隣り合った光源を、それら光源が３つ以上の異なる光強度レベルを有するように制御できる。従って、測定点密度をさらに高めることができる。
【００２８】
優先的に、光源の１つのサブセットは第１の光源色で点灯し、光源の他のサブセットは、第１の光源色とは異なる第２の光源色で点灯し、この場合、最も好ましくは、２つの隣り合う光源が異なる色で点灯される。それらの明度を使用することによって、一次像及び二次像の割り当ては、より高い測定点密度も同様に可能にする。異なる光源色において、光源の連続スペクトル又は不連続スペクトルは（特にそれらの最大値において）、大きく異なると考えられる。
【００２９】
本発明の他の有利な実施形態では、光学フィルタが少なくとも１つのカメラの前方の光路中に配置される。カラーフィルタが特に好ましい。これに代えて又は加えて偏光フィルタを使用することができる。光学フィルタによって、カメラは周辺光から遮蔽される。カメラは、フィルタによって、一次像及び二次像の予想される強度に正確に合わせられる。
【００３０】
優先的には、光源は、１／５０ｍｍを超える光源密度、優先的に１／２０ｍｍを超える光源密度、特に優先的には１／５ｍｍを超える光源密度を有する。これにより測定精度が向上する。
【００３１】
本発明の好ましい実施形態では、照明装置が透明物体の第１の側に配置され、ターゲット（例えば、カメラのイメージセンサ）が第１の側とは反対側の透明物体の第２の側に配置される。透明物体は、照明装置とターゲットを伴うカメラとの間に配置され、また、二次像角度の決定が透過状態で行なわれる。このことは、一次像が反射を伴わずに透明物体を通過して捕捉される光源の直接的な像であることを意味する。これは、比較的強力な一次像をもたらす。二次像の強度は、一次像の強度よりも明らかに低い。結果として、多くの同時に点灯される光源の一次像を異なる強度を使用して二次像から容易に、迅速に、及び、確実に区別することができる。
【００３２】
特に好ましい実施形態では、少なくとも１つのミラーが透明物体の前の光路中に配置される。例えば、照明装置と透明物体との間の光路の長さは、ＥＣＥ−Ｒ４３において定められるように７ｍである。照明装置からくる光は、照明装置と透明物体との間の光路が折り曲げられるように少なくとも１つのミラーにより反射されて方向を変えられる。計画された光路に必要とされる空間は、少なくとも１つのミラーを用いることで、かなり減少される。
【００３３】
本発明の他の実施形態では、光源として、ＬＥＤを用いることができる。ＬＥＤは比較的小さい光源であるため、これらのＬＥＤを点状光源として直接に使用できる。絞り部（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）を付加することは必要とされない。加えて、ＬＥＤは、独立に制御してＯＮに切り換えることが容易である。他の利点は、ＬＥＤを互いに非常に近接して、すなわち、より高い密度で配置できるという点である。これらのＬＥＤは費用効率が高く、ＬＥＤのエネルギー消費量は低く、また、切り換え動作が繰り返された場合でも、ＬＥＤは比較的ロバスト性が高い。これにより、コストが低減し、また、照明装置の動作不具合のリスクが低下する。また、ＬＥＤは、生成される廃熱も非常に少ない。これは、照明装置の動作時の熱的問題を回避するために高密度光源にとって特に重要である。ＬＥＤをレーザダイオードとしても設計できる。
【００３４】
絞りを用いて実現される拡張照明装置の複数の開口が点状光源となることもでき、これらの開口から点状の光が透明物体の方向で向かう。点状開口は、優先的に、切り換え可能な偏光フィルタによって、最も優先的には液晶素子によって形成され、それにより、それぞれの点状開口の光透過率を別々に制御できる。
【００３５】
一実施形態において、照明装置の各点状光源は、前述のＥＣＥ−Ｒ４３のリング・ホール・プレートに類似しており、光源の中心点に対して同心の照明リングを有し得る。結果として、二次像角度がリングの像内に位置するという要件を満たすかどうかを確かめるために複数の光源の検査を容易に行なうことができる。
【００３６】
優先的に、マトリクスカメラが少なくとも１つのカメラとして設けられ、このマトリクスカメラは、横列と縦列とから構成される二次元カメラ画像を記録する。一次像及び二次像の位置は、横列及び縦列に対するそれらの位置に基づき二次元フォーマットで捕捉されて空間的に分解される。優先的に、少なくとも１つのカメラは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ技術に基づくイメージセンサを有する。そのようなカメラは、高い分解能及び高い記録速度を達成する。
【００３７】
前記目的は、請求項７の特徴を伴う方法によって達成される。
【００３８】
透明物体における光源の二次像角度及び／又は視野角を決定するための本発明に係る方法では、透明物体が複数の同時に点灯する点状の光源を有する照明装置によって照明され、複数の同時に点灯される光源の一次像及び二次像の位置が少なくとも１つのカメラによって二次元ターゲット上で同時に記録され、１つの光源の一次像及び二次像が、それぞれの光源により照明される透明物体の１つの体積要素によってターゲット上に生成され、透明物体のそれぞれの体積要素の二次像角度及び／又は視野角は、評価装置を使用して一次像及び二次像の位置に基づいて決定される。
【００３９】
本発明の有利な実施形態では、照明装置の光源を独立にＯＮ及びＯＦＦに切り換えて、光源の全ての一次像及び二次像を順次記録し、複数の光源のサブセットが同時にＯＮに切り換えられ、他のサブセットが同時にＯＦＦに切り換えられ、好適には、少なくとも１つのサブセットでは、２つの隣り合う光源において、一方の光源がＯＮに切り換えられると共に、他方の光源がＯＦＦに切り換えられる。
【００４０】
カメラは、優先的に、各光源の一次像及び二次像の位置の垂直成分のみを記録し、評価装置は、二次像角度及び／又は視野角を決定するために記録された位置の垂直成分のみを使用する。
【００４１】
本発明に係る方法の有利な実施形態では、照明装置の隣り合う光源は、それら光源が異なる輝度を有するように制御される。他の実施形態において、異なる（例えば隣り合う）光源は、異なる輝度／強度に代えて又は加えて、異なる色（波長）及び／又は偏光を有することができる。
【００４２】
前述の方法及びそれらの利点については、本発明に関連する機器に関して先に説明した。機器に関して説明した他の方法、変形、及び、利点が本発明に係る方法にも当てはまる。
【００４３】
二次像角度及び／又は視野角を決定する際、透明物体は、優先的に、照明装置及びターゲットに対して移動される。従って、複数の体積要素における二次像角度及び視野角を複数の連続的なステップにおいて決定することができ、それにより、透明物体の迅速で完全な表面解析がもたらされる。
【００４４】
有利な実施形態において、透明物体の少なくとも１つの体積要素について、第１の環境パラメータとは異なる第２の環境パラメータにおける（すなわち、第２の構成における）第２の二次像角度及び視野角が、第１の環境パラメータの下での（すなわち、第１の構成の下での）測定により決定される第１の二次像角度及び／又は視野角に基づいて、計算される。異なる環境パラメータ又は構成に関して、例えば、ターゲット（例えば、カメラのイメージセンサ）からの透明物体の距離（この距離は以下で視距離とも称される）、透明物体の傾斜又は入射角、及び／又は、透明物体からの照明装置の距離（照明距離）に関しては、二次像角度及び／又は視野角が同じ体積要素において異なり得る。この方法を使用することにより、第１の環境パラメータに基づく（すなわち、第１の構成における）第１の二次像角度及び／又は視野角を測定した後、第２の二次像角度及び／又は視野角の付加的な測定が必要とされない。代わりに、第２の環境パラメータに関して（すなわち、第２の構成に関して）二次像角度及び／又は視野角を計算することができる。
【００４５】
本発明に係る方法及び本発明に係る機器は、二次像角度及び／又は視野角のうち、透明物体の曲げ又は曲率によってもたらされる及び場合によっては存在するであろう透明物体のくさび形状によってもたらされる部分の割合（ｆｒａｃｔｉｏｎ）を抽出して分離できるという利点を有する。結果として、例えば、エラー解析のプロセスを簡略化できる。
【００４６】
方法の他の実施形態では、二次像角度及び／又は視野角のうち、それぞれの体積要素における透明物体の曲げ半径及び厚さによってもたらされる部分の割合が決定される。透明物体の曲率によってもたらされる部分の割合の決定は、それぞれの体積要素における透明物体の曲げ半径及び厚さが既知であるということに基づいて行なわれる。これは、多くの場合、透明物体の設計により予め規定される。例えば、付加的なくさびを有さない同等の基準窓ガラスの対応する体積要素に関して決定を行なってもよい。この方法は、二次像及び／又は視野角のうちの厚さ及び曲げ半径によりもたらされる部分の割合を決定するために使用される。
【００４７】
方法の他の実施形態では、透明物体のそれぞれの体積要素におけるくさび角度によってもたらされる二次像角度及び／又は視野角の部分の割合が決定される。くさび角度要素のくさび角度を決定することもできる。体積要素は、その前面及び後面が平行でなければ、くさび角度を有する。従って、望ましくないくさび角度を特定することができ、また、検査される透明物体のための品質基準として、透明物体にわたるくさび角度のサイズ及び分布を含めることができる。
【００４８】
計算されたくさび角度は、他の環境パラメータの下において、それぞれの体積要素の関連する第２の視野角を決定するために、使用することができる。従って、この実施形態における第２の視野角の決定は、
・決定された第１の視野角に基づいて、体積要素のくさび角度を計算するステップと、
・計算されたくさび角度を使用することにより、第２の視野角を計算するステップと、
を含む。
【００４９】
測定を通じて及び曲げ半径と厚さとに基づいて或いはくさび角度に基づいて決定される二次像角度及び／又は視野角の部分の分離を利用して、第２の環境パラメータにおける第２の二次像角度及び／又は視野角をより高い精度で決定することができる。該部分は、互いに独立に第２の環境パラメータに対して計算される。これにより、第２の二次像角度及び／又は視野角の計算が簡略化される。
【００５０】
他の好ましい実施形態において、二次像角度は、一次像及び二次像の位置の測定を通じて決定される視野角に基づいて透明物体の少なくとも１つの体積要素に対して、決定され、逆もまた同様である。優先的に、二次像角度は、くさび角度及び入射角に基づいて計算され、この場合、くさび角度及び入射角は視野角から決定される。付加的な測定を行うことなく二次像角度を迅速に決定できる。
【００５１】
本発明によれば、個々の二次像角度及び／又は視野角の決定は、特に照明装置及びターゲットに対する透明物体の相対移動の速度と比べると、迅速に行なうことができる。例えば、複数の同時に点灯される光源の一次像及び二次像の位置の記録は１ミリ秒も要さない。現在、フロントガラスの製造において、送り速度は約４０メートル／分である。従って、窓ガラスは、１ミリ秒で約０．７ｍｍ移動される。結果として、個々の二次像角度及び／又は視野角の決定は、同時相対移動によって影響されない。これにより、透明物体の全領域解析のプロセス及び制御がかなり容易になる。
【００５２】
本発明によれば、二次像角度及び／又は視野角を決定するための機器の評価装置は、特に、先のプロセスステップ及び前述の計算を実行するように構成される。この目的のため、プロセッサを伴う評価装置には、メモリ及びバスシステムを含む対応するハードウェア及びソフトウェアが設けられる。
【００５３】
以下、実施形態を用いて図を参照して本発明について説明する。像に関して記載される及び／又は説明される全ての特徴はこの発明の目的を成し、また、これは、特許請求の範囲の概要又は後方参照にかかわりなく当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】フロントガラスとしての透明物体における光源の二次像角度を決定するための本発明に係る機器の第１の実施形態を縦断面図で概略的に示す。
【図２】透明物体の照明された単一の体積要素を通じた視野角の形成を断面図で概略的に示す。
【図２ａ】透明物体を通じた二次像角度の形成を断面図で概略的に示す。
【図３】ターゲット上の単一の光源の一次像及び二次像の位置を正面図で概略的に示す。
【図４】隣り合う光源が異なる光強度を有するときの図１の６個の垂直に配置される光源の一次像及び二次像の強度を概略的に示す。
【図５】本発明に係る機器の第２の実施形態を縦断面図で概略的に示す。
【図６】照明装置を正面図で概略的に示す。
【図７】透明物体の単一のくさび形状の照明された体積要素を通じた視野角の形成を断面図で概略的に示す。
【図８】第２の環境パラメータに基づく図７と同様の視野角の形成を概略的に示す。
【図９】透明物体の単一の湾曲して照明された体積要素を通じた視野角の形成を断面図で概略的に示す。
【図１０】透明物体の単一の湾曲して照明された体積要素を通じた視野角の形成を断面図で概略的に示す。
【図１１】透明物体の単一の湾曲して照明された体積要素を通じた視野角の形成を断面図で概略的に示す。
【図１２】フロントガラスとしての透明物体における光源の二次像角度及び／又は視野角を決定するための本発明に係る機器の第３の実施形態を縦断面図で概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１に示される本発明に係る機器の実施形態は、例えば９個の同時に点灯される点状の一連の光源１１を伴う照明装置１０を備え、これらの光源１１は、互いに上下に垂直に配置され、例えばＬＥＤとして形成される。照明装置１０は、フロントガラス（以下、窓ガラスと称する）１４としての透明物体の第１の側に配置される。第１の側とは反対の窓ガラス１４の第２の側にはカメラ１６が配置される。窓ガラス１４は、水平方向１２において、照明装置１０から７ｍの距離１３を隔てて置かれると共に、垂直方向に対して傾斜角１５を伴って配置され、この場合、該傾斜角は、窓ガラス１４のその後の設置位置に対応する。各光源１１は、窓ガラス１４の方向に光を放射し、その度に窓ガラス１４の１つの体積要素１４ａを照射する。そのターゲットは、カメラ１６の記録面１６ａによって構成される。カメラ１６は、それぞれの照明光源ごとに一次像２１ａ及び二次像２１ｂ（図３参照）の位置を同時に捕捉する。カメラ１６の前方の光路中に光学フィルタ１７を配置することができ、この場合、フィルタは、光源１１が光る際に伴う１つの波長だけを透過させる。異なる波長を有する他の光源からのかく乱光は、この場合にはカメラ１６によって捕捉されない。カメラ１６に接続される評価装置１８は、後述するように、照明装置１０により照明される全ての体積要素１４ａに関して同時に関連づけられる一次及び二次像２１ａ、２１ｂの位置を使用することにより、窓ガラス１４の照明された体積要素１４ａの二次像角度及び／又は視野角を決定する。
【００５６】
或いは、図１の照明装置１０は、（例えば４．５ｍｍの距離を隔てて）垂直に並んで配列置される１２個の光源１１を有してもよく、この場合、光源を別々にＯＮ及びＯＦＦに切り換えることができる。サンプル切り換えパターンを説明するために、各光源の状態は、ＯＮ切り換え状態に関しては「１」で表わし、ＯＦＦ切り換え状態に関しては「０」で表わす。第１のステップでは、上から下へと見たときに３つおきに光源１１をＯＮにする（第１の切り換えパターン：１０００１０００１０００）。第２のステップでは、第１のステップでＯＮに切り換えられた光源をＯＦＦに切り換え、その下側の光源をＯＮに切り換える（第２の切り換えパターン：０１０００１０００１００）。この後、同様にして、第３の切り換えパターン００１０００１０００１０に対応する切り換え状態にする第３のステップと、第４の切り換えパターン０００１０００１０００１に対応する第４の切り換え状態とが続く。従って、高い光源密度に起因する隣接する光源１１における一次及び二次像２１ａ、２１ｂの割り当ての困難を何ら伴うことなく、照明装置１０の全ての光源１１を用いて全部で４つのステップでそれぞれの個々の体積要素における二次像角度／視野角を決定することができる（図２参照）。
【００５７】
異なる数及び／又は異なる配置の光源１１を有する照明装置１０を用いてもよい。
【００５８】
図２は、図１の単一の光源１１から照明される図１の窓ガラス１４の単一の体積要素１４ａを示す。光源１１からの光ビームは、表面法線に対して入射角κで被照明体積要素１４ａに当たる。光源１１からの光の一部は、一次光路１９ａをたどって、反射されることなく体積要素１４ａを通過する。光源１１からの光の他の部分は、二次光路１９ｂをたどって、窓ガラス１４の第２の界面で反射されながら体積要素１４ａを通過する。図１の窓ガラス１４の第２の側に対応する体積要素１４ａの第２の側で、一次光路１９ａと二次光路１９ｂとは、視野角σを成す。窓ガラス１４は、くさび状の平坦な、すなわち、湾曲していない窓ガラスである。このことは、照明される体積要素１４ａの領域における窓ガラス１４の前面及び後面が互いに平行ではなく、くさび角度ηを成すことを意味する。
【００５９】
図２ａは、窓ガラス１４を通過する入射ビーム１９の一次光路１９ａ及び二次光路１９ｂによる二次像角度ρの形成を示す。二次像角度ρに関しては以下が成り立つ。
【数１】
2019523423.tif 000003
【００６０】
ここで、ｎは窓ガラス１４の材料の屈折率であり、κは入射ビーム１９の入射角であり、また、ηは窓ガラス１４のくさび角度である。
【００６１】
図３は、図１のカメラ１６のターゲット１６ａの部分を示す。例えば、単一の光源１１の一次像２１ａ及び二次像２１ｂの位置が示される。ターゲット１６ａ上の一次像２１ａ及び二次像２１ｂの位置の垂直距離２２及び水平距離２３に基づき、図１の評価装置１８は、光源１１により照明される図１の窓ガラス１４の体積要素１４ａにおける二次像角度ρ及び／又は視野角σを決定することができる。或いは、ターゲット１６ａの二次元座標系内で一次像２１ａ及び二次像２１ｂの絶対水平位置及び絶対垂直位置を決定することができる。光源１１からターゲット１６ａまでの光路の長さは既知である。垂直距離２２は、カメラ１６により決定される垂直画素数Ｐｖから計算される。垂直方向におけるカメラ１６の画素距離及び倍率を含む比例定数Ｆｖを使用することにより、ターゲット１６ａと窓ガラスとの間の距離Ｅを考慮に入れて、二次像角度ρの垂直成分ρｖ＝ａｒｃｔａｎ（Ｐｖ×Ｆｖ／Ｅ）が決定される。二次像角度の水平成分ρｈの計算は、水平画素数Ｐｈに基づいて同様に行なわれる。同じようにして、それぞれの異なる光源１１ごとに一次及び二次像が捕捉され、両方の成分ρｖ、ρｈを用いて二次像角度が決定される。同じことを視野角σに関して行なうことができる。
【００６２】
例えば、図４のダイアグラムは、互いに隣り合って配置される図１の６個の光源１１の一次及び二次像のターゲット上の強度を示し、この場合、２つの隣り合う光源１１はそれぞれ異なる光強度を有する。強度は垂直軸４０上にプロットされる。高い光強度を有する光源１１は、高い一次像強度４１ａを有する一次像を生成し、また、低い光強度を有する光源１１は、低い一次像強度４２ａを有する一次像を生成する。従って、高い光強度を有する光源１１の二次像も、低い光強度を有する光源１１よりも高い二次像強度１４ｂを示す。異なる光強度を使用することにより一次及び二次像を互いに対して割り当てることができる。
【００６３】
図５は、本発明に係る機器の第２の実施形態を示す。図１に示される第１の実施形態とは異なり、この形態は、照明装置１０と窓ガラス１４との間の光路中に第１のミラー５０及び第２のミラー５１を有する。照明装置１０、第１のミラー５０、及び、第２のミラー５１は筐体５２内に一括して配置される。照明装置１０と透明物体１４との間の光路は、第１のミラー５０及び第２のミラー５１を介して２回折り曲げられる。これにより、機器のための窓ガラス１４の前方側における空間要件５３をかなり減らすことができる。二重折り曲げを使用することにより、２．５ｍにすぎない空間要件５３で、照明装置１０と窓ガラス１４との間の７ｍを超える長さの光路を実現できる。
【００６４】
図６は、照明装置１０ａのための他の形態の例を示す。この照明装置は、水平に配置される複数のライトストリップ１０ｂを有し、この場合、各ライトストリップ１０ｂは、均等な光源距離１１ｖで垂直に並んで配列される複数の光源１１を有する。この実施形態における垂直光源距離１１ｖは、２つの隣り合うライトストリップ１０ｂの距離に対応する水平光源距離１１ｈよりも大きい。２つの隣り合う光源１１、すなわち、互いの隣に又は互いに下方に配置される光源１１は、選択的に、異なる色及び／又は強度及び／又は偏光で点灯する。２つの隣り合うライトストリップ１０ｂは、より高い光源密度を垂直方向で得るために、垂直光源距離１１ｖよりも小さい距離だけ垂直に変位される。ライトストリップ１０ｂの水平距離に起因して、図６の照明装置１０ａも二次像角度の水平成分を決定するのに適している。
【００６５】
図７は、ターゲット１６ａ上の光源１１の一次像７１ａ及び二次像７１ｂからのくさび形状の体積要素１４ａにおける視野角の形成を示す。光源１１から照明距離Ｇを隔てた一次光路上の光は、入射角κで体積要素１４ａの前面に当たり、体積要素１４ａの屈折率ｎによって屈折され、体積要素１４ａの前面における法線に対して角度λで体積要素１４ａに入る。その後、光は、後面における法線に対して出射角度νで後面から抜け出て、視距離Ａを隔てた絞り７０を通過し、ターゲット１６ａ上に一次像７１ａを生成する。二次光路（破線で示される）上では、同じ光源１１の光が、他の入射角αで前面に当たり、角度βで屈折されて、体積要素１４ａ内で２回反射された後、その後面から出射角度φで抜け出る。その後、光は、絞り７０を通過して、ターゲット１６ａ上に二次像７１ｂを生成する。体積要素１４ａの第２の側、すなわち、体積要素の後面とターゲット１６ａとの間では、一次光路と二次光路とが視野角σηを成して延びる。
【００６６】
近似として、くさび角度ηにもかかわらず体積要素１４ａの厚さが一定であると仮定する。加えて、σ及びηが小さい角度であると仮定する。従って、一次光路及び二次光路が絞り７０を通過すると共に、くさび形状の透明物体に関して以下の式を一般に適用できる。
【数２】
2019523423.tif 000004
【数３】
2019523423.tif 000005
【数４】
2019523423.tif 000006
【数５】
2019523423.tif 000007
【００６７】
同じ体積要素１４ａの視野角σηは、異なる環境パラメータ又は構成（照明距離Ｇ、視距離Ａ、入射角κ）では、異なる。
【００６８】
代わりに、基準パラメータとは異なる第１の環境条件下の（すなわち、第１の構成に関する）異なる体積要素１４ａのそれぞれにおける視野角σηが決定され、また、基準パラメータ（基準視距離Ａ*、基準照明距離Ｇ*、基準入射角κ*）に基づいて形成される視野角ση*が計算される（図７及び図８参照）。例えば、他のパラメータに関して（すなわち、規準から逸脱する構成に関して）、例えば４ｍの視距離に関して、視野角を決定することができ、また、７ｍの基準視距離に関して、標準規格によりサポートされる視野角及び／又は二次像角度を計算することができる。その後、基準構成又は標準構成に関して視野角及び／又は二次像を計算することができる。
【００６９】
視野角の計算は、照明距離Ｇ、入射角κ、厚さｄ、くさび角度η、視距離Ａが既知であるということに基づいて行なわれ、また、視野角σηが測定される。ここで、式（Ｆ２）〜（Ｆ５）において入射角αが変更され、反復プロセス（例えばＭＳソルバー）によってそれら式が解かれる。
【００７０】
或いは、照明距離Ｇ、入射角α、入射角κ、厚さｄ、及び、視距離Ａ、並びに、視野角σηが既知であれば、検査される体積要素の式（Ｆ２）〜（Ｆ５）の方程式系を使用することによってくさび角度ηを決定することができる。二次像角度ρの代わりに測定された視野角σηが使用されれば、式（Ｆ１）を調整することによってくさび角度ηの初期値又は近似値が得られる。くさび角度ηは、その後、測定された視野角σηが式（Ｆ５）中で再現されるまで変更される。くさび角度ηを用いて、前記方程式系を解くことにより、第２の環境パラメータに関して視野角ση*が決定される。さらに、くさび角度η及び入射角κを式（Ｆ１）と共に用いて、体積要素における関連する（Ａ及びＧとは独立な）二次像角度ρを計算することができる。
【００７１】
該方程式系は４つの方程式を有するため、多くの場合に、既知の数値法を使用して、複数の未知の値のための解、特にくさび角度η及び入射角αにおける解を見つけることができる。
【００７２】
図９〜図１１は、くさびを伴わない（すなわち、η＝０）湾曲した透明物体（窓ガラス）１４を示し、この場合、体積要素１４ａの視野角σBは曲げ半径Ｒによって引き起こされる。より明確にするために、図１０では、一次光路及び二次光路が体積要素１４ａの前面に至るまでしか示されておらず、また、図１１では、一次光路及び二次光路が体積要素１４ａの後面からターゲット１６ａに至るまでしか示されていない。体積要素１４ａの領域内において、窓ガラス１４は、後面で曲げ半径Ｒを有すると共に、前面で曲げ半径Ｒ＋ｄを有し、この場合、ｄは、体積要素１４ａの領域内の窓ガラスの厚さである。曲げ半径Ｒ及び厚さｄは、想定し得るくさび角度とは対照的に、殆どの場合において既知である。光源１１からの光は、一次光路上において、照明距離Ｇを隔てて入射角κで体積要素１４ａの前面に当たり、また、二次光路上において、照明距離ＧSを隔てて入射角αで体積要素１４ａの前面に当たる。体積要素１４ａの曲率中心Ｍに対して、一次光路及び二次光路の光の衝突点が前面で角度Ωだけ離間される。
【００７３】
一次光路の光は、一度だけ体積要素１４ａを通過し、体積要素の後面において出射角度φで体積要素から抜け出る。一方、二次光路の光は、後面で最初に反射された後、体積要素１４ａの前面で反射され、その後においてのみ、後面において出射角度νで体積要素から抜け出る。図１１において明らかなように、一次光路及び二次光路の出射点は、曲率中心Ｍを基準にしてξの角度だけ後部で離間している。一次光路の光は、体積要素１４ａの後面から視距離Ａを隔てて伝わってターゲット１６ａに当たる。二次光路の光も後面から伝わってターゲット１６ａに当たる。一次光路及び二次光路は、体積要素１４ａから抜け出た後、視野角σBを成して延び、この視野角σBは、体積要素の曲率又は曲げ半径Ｒと体積要素の厚さｄとによって決定される。
【００７４】
以下の方程式系は、図９〜図１１に示される状況に関して適用可能である。
【数６】
2019523423.tif 000008
【数７】
2019523423.tif 000009
【数８】
2019523423.tif 000010
【数９】
2019523423.tif 000011
【数１０】
2019523423.tif 000012
【数１１】
2019523423.tif 000013
【数１２】
2019523423.tif 000014
【数１３】
2019523423.tif 000015
【００７５】
特に、測定配置構成が既知であり、体積要素１４ａにおいてくさびエラーがなければ（η＝０）、測定された視野角σBに基づいて曲げ半径Ｒを決定することができる。この目的のため、前記方程式系は、既知の数値解法によりαを変えることによって式（Ｆ６）〜（Ｆ１３）を用いて解かれる。
【００７６】
曲げ半径Ｒによりもたらされる視野角σBであっても一般に環境パラメータに依存する。特に、既知の半径Ｒにより、前記方程式系を使用し、第２の環境パラメータに基づき例えば所望の視距離Ａを用いて視野角σB*を計算できる。
【００７７】
前述の方法は、照明装置により照明される複数の体積要素のそれぞれの体積要素１４ａごとに別々に及び同時に使用される。大面積の窓ガラス１４の全ての体積要素１４ａにおける視野角及び／又は二次像角度を同時に必要に応じて窓ガラス１４の全体に関して計算できる。
【００７８】
図１２に示される本発明に係る機器の第３の実施形態は、カメラライン１６ｂを成して配置される複数のカメラ１６の記録面／画像センサからターゲット１６ａが形成されるという点において図１に示される機器とは異なる。照明装置１０は、光源１１が互いに上下に配置されて成るＬＥＤストリップとして設計される。図１に示されるように、平坦な窓ガラス１４は、傾斜角１５を成して傾けられて、照明装置１０から距離１３を隔てて水平方向１２に配置される。傾斜角１５に起因して、照明装置１０の個々の光源１１は、異なる水平照明距離Ｇを有する。最も下側の光源１１のうちの１つと最も下側の体積要素１４ａとの間の照明距離Ｇ1は、最も上側の光源１１と最も上側の体積要素１４ａとの間の照明距離Ｇnよりも小さいと共に、距離１３よりも小さい。逆に、視距離Ａ1は視距離Ａnよりも大きい。絞りは、詳しく示されないカメラ１６のカメラ開口を通じて利用可能である。それぞれの体積要素１４ａごとに、前記方法が使用され、測定された第１の視野角を用いて、基準状態、すなわち、共通の基準照明距離Ｇ*及び基準視距離Ａ*における第２の視野角σ*（図示せず）が計算される。基準照明距離は優先的にＧ*＝７ｍとなるべきである。
【００７９】
第１の環境パラメータ（例えばＧ＝５ｍ）における体積要素１４ａの測定された視野角σは、多くの場合、図７に示されるようなくさび角度ηと図９〜図１１に示されるような曲げ半径Ｒとによってもたらされる。湾曲した窓ガラス１４の体積要素１４ａにおける特定の第２の環境パラメータ（例えばＧ*＝１００ｍ）を伴う第２の視野角σ*が図１２の機器を使用して決定されなければならない場合には、体積要素の曲げ半径Ｒと厚さｄとによりもたらされる視野角σBが、前述の方法を使用してそれぞれの体積要素１４ａごとに最初に計算されて、測定された第１の視野角σから減算される（ση＝σ−σB）。ここで、窓ガラス１４の全体にわたる体積要素１４ａの曲げ半径Ｒが変化してもよい。減算の結果は、それぞれの体積要素１４ａにおける視野角σηに対応する。これは、σηのゼロ以外の値がこの体積要素に存在するくさび角度ηによりもたらされると仮定されているからである。図１２に示されるような窓ガラス１４が曲げを何ら有さなければ（σB＝０）、測定された第１の視野角σは、図７に係るくさびの視野角σηに対応する。
【００８０】
前述の距離Ｇ*＝１００ｍは、実際には、光源がその距離からくる場合に興味深い。Ｇ＝５ｍを用いて決定される値σからこの状況における視野角σ*を決定するため、図７及び図８に関して説明されたように、環境パラメータＧ*＝１００ｍにおける視野角ση*がσηからそれぞれの体積要素１４ａごとに計算される（他の環境パラメータは不変のままである）。その後、適用可能であれば、前述したようにこの環境パラメータにおける体積要素１４ａの曲げ半径Ｒと厚さｄとによりもたらされる視野角σB*が、σBからそれぞれの体積要素１４ａごとに計算されて、ση*に加えられ、それにより、以下のように、それぞれの体積要素１４ａごとに第２の環境パラメータに基づき第２の視野角σ*が計算される。
【数１４】
2019523423.tif 000016
【００８１】
体積要素１４ａが曲げ半径Ｒを示さなければ、σ*＝ση*が第２の視野角に関して適用可能である。
【００８２】
或いは、標準規格で規定される基準環境パラメータＧ*＝７における第２の視野角
σ*を、測定された視野角σから計算することもできる。１つのそのような標準規格は、冒頭で言及された国際連合欧州経済委員会（ＵＮＥＣＥ）の規則第４３号である。加えて、式（Ｆ１）を使用することにより、入射角κ及びくさび角度ηに関する既知の値又は計算された値を用いて、関連する二次像角度ρをそれぞれの体積要素１４ａごとに計算することができる。
【００８３】
図１２に示される配置を伴う前述の方法は、窓ガラスの傾斜角１５にもかかわらず、異なる照明距離Ｇ1〜Ｇn並びに異なる視距離Ａ1〜Ａnにおいて、全ての体積要素１４ａの第１の視野角を既知の第１の環境パラメータに関して同時に測定できるようにし、その後、第２の環境パラメータに関してそれぞれの体積要素ごとに第２の視野角σ*を計算できるようにする。これは、本発明が適用されなければ体積要素を、対応する動きによって第２の環境パラメータの状態へと至らさなければならないため、視野角及び／又は二次像角度を決定する際にかなりの時間節約をもたらす。
【符号の説明】
【００８４】
１０、１０ａ…照明装置
１０ｂ…ライトストリップ
１１…光源
１１ｈ…水平光源距離
１１ｖ…垂直光源距離
１２…水平方向
１３…距離
１４…窓ガラス
１４ａ…体積要素
１５…傾斜角
１６…カメラ
１６ａ…ターゲット
１６ｂ…カメラライン
１７…光学フィルタ
１８…評価装置
１９…入射ビーム
１９ａ…一次光路
１９ｂ…二次光路
２１ａ、７１ａ…一次像
２１ｂ、７１ｂ…二次像
２２…垂直距離
２３…水平距離
４０…垂直軸
４１ａ、４２ａ…一次像強度
４１ｂ、４２ｂ…二次像強度
５０…第１のミラー
５１…第２のミラー
５２…筐体
５３…空間要件
７０…絞り
α、κ、κ*…入射角
β、λ、ξ、π、Ω…角度
ν、φ…出射角度
σ、ση、ση*、σB…視野角
η…くさび角度
ρ…二次像角度
Ａ、Ａ1、Ａn、Ａ*…視距離
ｄ…厚さ
Ｇ、ＧS、Ｇ1、Ｇn、Ｇ*…照明距離
Ｍ…曲率中心
Ｒ…曲げ半径
【図１】
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【図２】
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【図２ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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